安全儀表系統技術改造工程
實施流程簡介
1. 安全儀表系統(SIS)的政策依據
1.《國家安全監管總局住房城鄉建設部關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理的通知》(安監總管三〔2013〕76號)“建設單位在建設項目設計合同中應主動要求設計單位對設計進行危險與可操作性(HAZOP)審查,并派遣有生產操作經驗的人員參加審查,對HAZOP審查報告進行審核。 涉及“兩重點一重大”和首次工業化設計的建設項目,必須在基礎設計階段開展HAZOP分析。”
2.《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》(安監總局令第40號)“一級或者二級重大危險源,裝備緊急停車系統。涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級或者二級重大危險源,配備獨立的安全儀表系統(SIS)。”
3.《國家安全監管總局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》(安監總管三〔2014〕116號)“從2016年1月1日起,大型和外商獨資合資等具備條件的化工企業新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險化學品儲存設施,要按照本指導意見的要求設計符合相關標準規定的安全儀表系統。從2018年1月1日起,所有新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險化學品儲存設施要設計符合要求的安全儀表系統。其他新建化工裝置、危險化學品儲存設施安全儀表系統,從2020年1月1日起,應執行功能安全相關標準要求,設計符合要求的安全儀表系統?!?/p>
4.《國家安全監管總局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》(安監總管三〔2014〕116號)第四條 “設計安全儀表系統之前要明確安全儀表系統過程安全要求、設計意圖和依據。要通過過程危險分析,充分辨識危險與危險事件,科學確定必要的安全儀表功能,并根據國家法律法規和標準規范對安全風險進行評估,確定必要的風險降低要求。根據所有安全儀表功能的功能性和完整性要求,編制安全儀表系統安全要求技術文件。”
2. 安全儀表系統(SIS)的實施步驟
安全儀表系統技術改造工程主要由危險與可操作性分析(HAZOP分析)、安全完整性等級定級(SIL定級或LOPA定級)、安全儀表系統工程設計(SIS工程設計)、安全完整性等級驗證(SIL驗證)和安全儀表系統工程施工(SIS工程施工)組成。
3. 安全儀表系統(SIS)工程文件
序號
文件名稱
文件組成
備注
1
《危險與可操作性分析報告》
(HAZOP分析)
《HAZOP分析方法論》
設計方提供
2
《HAZOP分析節點表》
3
《HAZOP分析工作表》
4
《HAZOP分析結論匯總》
5
《安全完整性等級定級報告》
(SIL定級或LOPA定級)
《安全完整性LOPA分析法》
6
《風險矩陣分析圖》
7
《LOPA分析表》
8
《SIL定級表》
9
《安全儀表系統工程設計》
(SIS工程設計)
《設計方案簡介》
10
《安全儀表系統流程圖》
11
《SIS選型數據表》
12
《SIS技術規格書》
13
《SIS-I/O表》
14
《SIS監控數據表》
15
《SIS回路圖》
16
《SIS聯鎖邏輯圖》
17
《SIS電纜敷設表》
18
《SIS儀表安裝圖》
19
《SIS儀表安裝說明》
20
《綜合安裝材料表》
21
《安全完整性等級驗證報告》
(SIL驗證)
《SIL驗證分析法》
22
《SIL驗證方法論》
23
《SIL驗證計算表》
24
《SIL驗證結論表》
25
《安全儀表系統安裝調試報告》
《安裝調試簡介》
施工方提供
26
《SIL認證證書》
附件1:安全儀表系統(SIS)名稱解釋
1.危險與可操作性分析(HAZOP):危險與可操作性分析是過程系統危險分析中一種應用Zui廣的評價方法。主要通過研究工藝管線和儀表圖、帶控制點的工藝流程圖(P&ID)或工廠的仿真模型來確定。
2. 基本過程控制系統(BPCS):通過調節被控參數使生產過程的工藝參數接近給定值或保持在給定范圍內的自動控制系統,主要包括智能控制儀表、PLC系統和DCS系統等。
3. 安全儀表系統(SIS):安全儀表系統又稱為安全聯鎖系統或緊急停車系統(ESD),主要實現工廠控制系統中重要回路的報警和聯鎖的功能。
4. 安全完整性等級(SIL):SIL技術標準是由國際電工委員會(IEC)首先頒布制定的,由IEC/TC65歸口實施。SIL認證分為SIL1、SIL2、SIL3、SIL4共四個等級,SIL4級別Zui高。其中,SIL4一般僅出現于核工業等極度受控場合,化工行業Zui高允許等級為SIL3。
一、專用名詞解釋
1.危險與可操作性分析(HAZOP):危險與可操作性分析是過程系統危險分
析中一種應用Zui廣的評價方法。主要通過研究工藝管線和儀表圖、帶控制
點的工藝流程圖(P&ID)或工廠的仿真模型來確定。
2. 基本過程控制系統(BPCS):通過調節被控參數使生產過程的工藝參數
接近給定值或保持在給定范圍內的自動控制系統,主要包括智能控制儀表、
PLC 系統和 DCS 系統等。
3. 安全儀表系統(SIS):安全儀表系統又稱為安全聯鎖系統或緊急停車
系統(ESD),主要實現工廠控制系統中重要回路的報警和聯鎖的功能。
4. 安全完整性等級(SIL):SIL 技術標準是由國際電工委員會(IEC)首
先頒布制定的,由 IEC/TC65 歸口實施。SIL 認證分為 SIL1、SIL2、SIL3、
SIL4 共四個等級,SIL4 級別Zui高。其中,SIL4 一般僅出現于核工業等極度
受控場合,化工行業Zui高允許等級為 SIL3。
二、安全儀表系統設置的必要性
1.《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》(安監總局令第 40 號)“一
級或者二級重大危險源,裝備緊急停車系統。涉及毒性氣體、液化氣體、
劇毒液體的一級或者二級重大危險源,配備獨立的安全儀表系統(SIS)。”
2.《國家安全監管總局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》(安監
總管三〔2014〕116 號)“從 2016 年 1 月 1 日起,大型和外商獨資合資等具
備條件的化工企業新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險化學品儲
存設施,要按照本指導意見的要求設計符合相關標準規定的安全儀表系統。
從 2018 年 1 月 1 日起,所有新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險2
化學品儲存設施要設計符合要求的安全儀表系統。其他新建化工裝置、危
險化學品儲存設施安全儀表系統,從 2020 年 1 月 1 日起,應執行功能安全
相關標準要求,設計符合要求的安全儀表系統?!?/p>
注:規范要求“從 2018 年 1 月 1 日起,所有新建涉及“兩重點一重大”的
化工裝置和危險化學品儲存設施要設計符合要求的安全儀表系統?!?該款
條文解釋為:2018 年 1 月 1 日前,已建成涉及“兩重點一重大”的化工裝
置和危險化學品儲存設施必須進行改造,設計并安裝符合要求的安全儀表
系統。
三、安全儀表系統改造流程簡述
安全儀表系統技術改造工程主要由安全完整性等級(SIL)定級、安全
儀表系統(SIS)專項設計和安全儀表系統工程施工三部分。
1.安全完整性等級(SIL)定級
根據國家相關法律法規和行業規范的要求安全儀表系統技術改造工程
在正式工程設計之前要確定符合安全儀表系統安全要求的分析評估文件及
回路定級。因此,安全完整性等級定級的目的一是滿足國家相關法律法規
和行業規范的要求;二是為安全儀表系統的工程設計提供必要的設計依據。
安全完整性等級定級一般由討論組籌建、風險分析會、歸納定級三個
階段組成,整體工作流程采用保護層分析法(LOPA)實現。首先,討論組
籌建一般由設計方、建設單位和技術提供方工藝專業、儀表專業等對口技
術人員共同組成;其次,風險分析會是在討論組籌建完成后采用保護層分
析法(LOPA)對裝置各個重要回路逐一討論確定每一回路的 SIL 等級;Zui
后,歸納定級一般由設計方根據風險分析會的討論結果歸納總結定級過程,
編制并出具該項目的《安全完整性等級定級報告》。3
安全完整性等級定級工作的實施依據如下:《國家安全監管總局關于
加強化工安全儀表系統管理的指導意見》(安監總管三〔2014〕116 號)第四
條 “設計安全儀表系統之前要明確安全儀表系統過程安全要求、設計意圖
和依據。要通過過程危險分析,充分辨識危險與危險事件,科學確定必要
的安全儀表功能,并根據國家法律法規和標準規范對安全風險進行評估,
確定必要的風險降低要求。根據所有安全儀表功能的功能性和完整性要求,
編制安全儀表系統安全要求技術文件?!?/p>
2.安全儀表系統(SIS)工程設計
在安全完整性等級定級工作完成后,應根據定級結果進行正式的工程設計。
因此,安全儀表系統工程設計的目的一是滿足國家相關法律法規和行業規
范的要求;二是為安全儀表系統的工程施工提供方案指導、訂貨材料統計
和規范現場施工,以及為項目竣工后驗收檢查等提供必要的設計依據。
安全儀表系統工程設計一般由方案設計、施工圖設計和報告編制三個
階段組成。首先,方案設計主要由安全儀表系統設計方案簡述和帶安全儀
表控制點的流程圖組成;其次,方案設計完成后將進行施工圖設計,該階
段主要包括訂貨圖紙的設計和現場施工圖紙的設計;Zui后,方案設計和施
工圖設計完成后,設計方需編制并出具該項目的《安全儀表系統專項設計
方案》和《安全儀表系統施工圖》。4
3.安全儀表系統(SIS)工程施工
安全儀表系統工程施工就是施工方根據設計方出具的《安全儀表系統
專項設計方案》和《安全儀表系統施工圖》選用符合要求的自控設備,并
依據設計要求合理施工。其中,項目施工所用儀表、閥門及 SIS 系統等自
控設備應具有 SIL 認證證書,竣工后應提供安全儀表系統安裝調試報告并
附自控設備 SIL 認證證書。